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温度傳感器組成部分

來源:時尚冬    閲讀: 2.47W 次
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温度傳感器組成部分,生活中我們很多的電子設備都是需要用到傳感器的,傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,並能將感受到的信息,以下分享温度傳感器組成部分。

温度傳感器組成部分1

温度傳感器的結構:測温元件、保護裝置,傳輸裝置;有的帶固定方式,帶接線盒,還有的將帶儀表顯示的也叫温度傳感器。正常看到的是,電機用的温度傳感器是個不鏽鋼保護管(裏面是個鉑熱電阻測温元件)。

一個固定螺絲,然後是引線引到接線盒。其它的温度傳感器,測温元件可能是很小,保護裝置裝好後體積也不大,但主要的結構基本上一樣,測温元件+保護+引線。

無線温度傳感器的組成部分

系統主要由無線温度傳感器、測温通信終端(温度顯示儀)、温度檢測預警工作站三部分組成。

無線温度傳感器:由控制單元、無線數據傳輸和温度測量三部分組成。測温後,將温度數據通過無線方式傳遞給測温通訊終端。主要安裝在易發熱的電纜連接、變壓器與開關的表面。

温度傳感器組成部分

每個無線温度傳感器具有唯一的ID編號,實際安裝使用時記錄每個傳感器的安裝地點,並與編號一起錄入温度檢測工作站計算機數據庫中。傳感器每隔一定時間(可以事先設定)自動發射一次監測點的温度數據,發現温度異常立即報警,可不受發送週期限制。

測温通信終端(温度顯示儀):安裝在集控室內,負責接收各無線温度傳感器發送出的温度數據,在數據庫中作長期保存,實時顯示監測點。

測温工作站:負責接收各温度顯示儀上傳的温度數據集中顯示、分析處理。通過安裝在PC機上的後台監測軟件,以電子地圖的形式顯示各測温點的位置及温度變化,實時在線遠程監測。

温度傳感器組成部分2

具體來説,數字温度傳感器的主要構成包括一個雙電流源、一個Δ-ΣA/D轉換器、數字邏輯和一個通向數字器件(如與一個微處理器或微控制器連接)的串行接口(如I2C總線、SMBus或SPI)。

數字温度傳感器有兩種:本地或遠程温度傳感器,它們均採用某種方法強制兩個比例的電流通過一個連接成二極管形式的NPN或PNP晶體管,均用於測量所導致的VBE變化,使用Δ-ΣA/D轉換器對電壓採樣並將數值轉換成數字格式。

強制電流一般採用約10:1的比例。通過強制施加比例電流和測量兩個VBE的差值,可消除二極管上IS這一與工藝相關參數的一階效應。

每個温度傳感器在生產過程中均會進行調整,以便與要使用的二極管的理想參數匹配。遠程二極管的特性取自2N3904/6。由於本地温度傳感器在硅襯底上只是一個簡單的`NPN或PNP結構,遠程温度傳感器幾乎總是集成一個本地温度傳感器。

温度傳感器組成部分 第2張

因此,遠程傳感器的作用幾乎總是像兩個傳感器一樣。本地温度傳感器在同一封裝集成了一個熱二極管。對於本地傳感器,根據封裝和位於IC襯底上的本地二極管,熱時間常數(即達到最終温度的63.2%所需的時間)為幾分鐘。總線負載過重或轉換過快會造成器件自加熱並影響温度精度。

温度數據變為可用所需的時間稱為轉換速率。該速率由器件內部振盪器和A/D分辨率決定,一般低於100Hz或長於10ms。轉換速率越快,温度數據可檢索的速度就越快,同時温度傳感器消耗的功率也就越大。

由於存在自加熱效應,轉換速率通常較低。圖1顯示了一個遠程温度傳感器和/或本地温度傳感器的簡化框圖。

温度傳感器組成部分3

一、熱電阻温度傳感器:

測温原理:熱電阻是基於電阻的熱效應進行温度測量的,即電阻體的阻值隨温度的變化而變化的特性。因此,只要測量出感温熱電阻的阻值變化,就可以測量出温度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。

金屬熱電阻的電阻值和温度一般可以用以下的近似關係式表示,即:Rt=Rt0[1+α(t-t0)] 式中,Rt為温度t時的阻值;Rt0為温度t0(通常t0=0℃)時對應電阻值;α為温度係數。

半導體熱敏電阻的阻值和温度關係為:Rt =AeB/t式中Rt為温度為t時的阻值;A、B取決於半導體材料的結構的常數。

測温範圍:金屬熱電阻一般適用於-200~500℃範圍內的温度測量,其特點是測量準確、穩定性好、性能可靠。半導體熱敏電阻測温範圍只有-50~300℃左右, 且互換性較差,非線性嚴重,但温度係數更大,常温下的電阻值更高(通常在數千歐以上)。

二、集成温度傳感器:

集成温度傳感器有可分為模擬式温度傳感器和數字式温度傳感器。

1.模擬式温度傳感器

測温原理:將驅動電路、信號處理電路以及必要的邏輯控制電路集成在單片IC上,具有實際尺寸小、使用方便、靈敏度高、線性度好、響應速度快等 優點。

測温範圍:LM135235335系列是美國國家半導體公司(NS)生產的一種高精度易校正的集成温度傳感器,是電壓輸出型温度傳感器,工作特性類似於齊納穩壓管。

温度傳感器組成部分 第3張

該系列器件靈敏度為10mV/K,具有小於1Ω的動態阻抗,工作電流範圍從400μA到5mA,精度為1℃,LM135的温度範圍為-55℃~+150℃,LM235的温度範圍為-40℃~+125℃,LM335為-40℃~+100℃。

封裝形式有TO-46、TO-92、SO-8。該器件廣泛應用於温度測量、温差測量以及温度補償系統中。

2.數字式温度傳感器

測温原理:將敏感元件、A/D轉換單元、存儲器等集成在一個芯片上,直接輸出反應被測温度的數字信號,使用方便,但響應速度較慢(100ms數量級)。

測温範圍:DS18B20是美國Dallas半導體公司生產的世界上第一片支持“一線總線” 接口的數字式温度傳感器,供電電壓範圍為3~5.5V,測温範圍為-55℃~+125℃

可編程的9~12位分辨率,對應的可分辨温度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,出廠設置默認為12位,在12位分辨率時最多在750ms內把温度值轉換為數字。

三、熱電偶温度傳感器

測温原理:兩種不同成分的導體(稱為熱電偶絲或熱電極)兩端接合成迴路,當接合點的温度不同時,在迴路中就會產生電動勢,這種現象稱為熱電效應,而這種電動勢稱為熱電動勢。

熱電偶就是利用這種原理進行温度測量的,其中,直接用作測量介質温度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表連接,顯示出熱電偶所產生的熱電動勢,通過查詢熱電偶分度表,即可得到被測介質温度。

測温範圍:常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續測量,某些特殊熱電偶最低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),最高可達+2800℃(如鎢-錸)。

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